量子集積回路の実現に向けた高性能ナノショットキーゲート電極の開発

开发用于实现量子集成电路的高性能纳米肖特基栅电极

基本信息

批准号：
14750223
负责人：
佐藤威友
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、微細ゲート電極形成技術および量子集積構造作製技術といった、量子集積回路の実現に向けた量子集積プロセスの開発を目的としている。平成15年度の研究成果は、以下のようにまとめられる。1.MBE選択成長法を用いて、量子集積回路の基本構造として有望なヘキサゴナル量子ナノ細線ネットワーク構造の作製に成功した。GaAs(001)加工基板上にMBE選択成長法により、<-110>方向-<510>方向の細線からなるヘキサゴナルGaAs/AlGaAsリッジ細線ネットワークの作製に成功した。細線の位置およびサイズは、成長条件と初期加工基板の設計により精密に制御可能である。また、構造および光学的特性の評価から、1mm四方以上(ヘキサゴナルノードで約1x10^7個分の領域)の広範囲にわたり、エネルギー半値幅20meVの均一な量子閉じこめ構造が形成されていることを確認した。同様に、GaAs(111)B加工基板を用いて、三回対称性を利用したヘキサゴナル細線ネットワークを形成することにも成功した。達成したヘキサゴナルノードの密度は、約10^9cm^<-2>であり、量子デバイスの高密度化に非常に有望な結果を得た。2.MBE選択成長法により作製した量子ナノ構造をベースに、量子細線トランジスタ・二分岐スイッチングデバイスの作製に成功した(論文投稿中)。(001)GaAs加工基板上にMBE選択成長法により、<-110>方向および<510>方向細線を組み合わせたヘキサゴナル細線ネットワークを作製し、SiO_2保護膜およびショットキーゲート電極形成等の周辺プロセスを経て、二分岐スイッチングデバイスを試作した。低温から室温まで、明瞭なパススイッチング動作を確認し、二分決定グラフ方式による量子集積回路を実現するために重要な基礎データを得た。

该研究主题旨在开发旨在实现量子综合电路的量子整合过程，例如细门电极形成技术和量子集成结构制造技术。 2003年的研究结果可以总结如下：1。使用MBE选择性增长方法，我们成功地制造了一种六边形量子纳米线网络结构，该结构有望成为量子整合电路的基本结构。 MBE选择性增长方法成功地制造了一个由<-110> direction- <5510>方向组成的六角形GAAS/藻类脊网薄电线网络，该线网络由<-110> Direction- <5510>方向组成。薄电线的位置和大小可以通过生长条件和初始处理底物设计来精确控制。此外，从对结构和光学特性的评估中，可以证实，在1 mm平方或更高的范围内形成了一个均匀的量子约束结构，其宽度为20 MeV（六边形节点处的大约1 x 10^7单元的区域）。同样，我们还使用GAA（111）B处理的底物使用三倍的对称性来成功形成了六角薄导线网络。达到的六边形节点的密度约为10^9cm^<-2>，对于高密度的量子设备，其结果非常有希望。 2。我们已根据MBE选择性生长法制造的量子纳米结构成功制造了量子晶体管和双支切换设备（论文提交）。（001）使用MBE选择性生长方法在GAAS加工的底物上产生了六角薄导线网络，将薄导线沿<-110>方向和<5010>方向组合在一起，并通过外周过程（例如形成SIO_2保护膜和Schottky Gate Electredode）生成分叉的开关装置。清晰的路径开关操作已确认从低温到室温，并获得了使用二进制决策图方法实现量子集成电路的基本数据。